2018.10.09  ET News

 

韓国の研究チームが、青色有機EL（OLED）の寿命を従来の2万時間から3万時間に増やす新材料を開発した。青色OLED材料は、寿命が短くOLEDディスプレイ最大の弱点に選ばれている。

 

慶煕大バクジョンウク教授の研究チームと韓国内の電子材料スタートアップ企業のマテリアルサイエンスは、最近に寿命を改善した青色蛍光OLED材料を共同開発した。この関連論文の、最適化されたサイドグループを持つ高効率、長寿命の青色発光体、をACSアプライドマテリアルズアンドインタフェースシステム10月号に掲載した。

 

OLED素子は、使用時間が長いほど、輝度が徐々に減少する。特に青色発光材料の寿命は赤色と緑色に比べて大きく劣る。 

 

商用化された青色蛍光OLED寿命はLT50基準1000カンデラの明るさで、2万時間レベルである。LT50で2万時間は、青色OLEDの明るさが50％に低下するまでに2万時間がかかるという意味である。1日8時間で、毎日OLEDパネルを使用したとき、青色材料の寿命が半分に減るまで約6年8ヶ月がかかることになる。 

 

これに比べて赤色蛍光と緑色蛍光発光体は、LT50基準1000カンデラの明るさで約10万時間の寿命を維持する。青色蛍光材料よりも寿命が約5倍長い。しかし青色の寿命が短いので、全体としてOLEDパネルの寿命が短くなる。さらに、赤と緑の燐光材料の寿命は、同じ条件で30万〜50万時間まである。 

 

製品ライフサイクルが約2年余りで短いスマートフォンはOLED材料の寿命に大きな影響を受けないが、使用サイクルが長いTVは青色OLED寿命の改善が重要な課題である。

 

バクジョンウク教授の研究チームとマテリアルサイエンスは、青色リン光材料ではなく、既存の蛍光材料の発光効率の改善に焦点を当てた。高い光発光量子効率（PLQY）と熱安定性を有するピレン蛍光体を青色発光用のコアグループに使用したのが重要である。

 

ここでピレン効率を最も高めることができるサイドグループを形成した。ピレン分子の大きさ・角度などを調節して、サイドグループに最適化し、効率と純度を高めるために蒸着方式も改善した。 

 

マテリアルサイエンスは、慶熙大研究チームと共同研究した長寿命青色OLEDを製品として開発し、輸出にも成功した。スマートフォンやTV用ディスプレイに商用化されていなかったが、パネルのパイロット生産ラインでプロセス制御のための標準的な素子の用途に供給した。 

 

業界では、この研究は、既存の青色OLED材料市場にどのような波及を与えるかを注目した。商用製品に適用するには、安定性などをさらに研究する必要がある。青色蛍光ドーパント材料は、出光興産がOLED TV用市場、韓国企業のSFCがスマートフォン用の市場に供給している。国内企業マテリアルサイエンスは、新たにこの市場に参入して、これらの企業と競争すると予想される。

 

バクジョンウク教授は「研究結果は、青色材料の寿命が従来の商用化製品よりもはるかに長く、色座標と効率なども商業化可能なレベル」とし「国内外のパネルメーカーと完成製品に適用するためにパフォーマンスをテストするなど、協力している」と述べた。